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1、a 表遂 rX r _ .1 v I x i i i i i i i il i i j s a v i if d水泥工业生产新技术与新趋势系部：材料工程系专业:无机非金属材料工程姓名： 赵越班级：1120732学号：112073214水泥工业生产新技术与新趋势摘要：水泥是一种重要的传统的建筑材料。通过对水泥工业的发展状况的分析和 了解，我们能确定水泥工业还需调整哪些产业结构及开发新的生产工艺来满足不 断发展的国民经济建设的需要，开发生产更节能更环保的水泥。我国目前新型预 分解水泥生产技术已基本达到高效节能的先进水平，新型干法水泥窑的纯低温余 热发电、工业废渣的综合利用和水泥窑处理废弃物技术的研
2、究开发，使这项传统 意义上的高能耗产业成为资源综合利用、节能环保、利用废渣的重要产业。关键词：水泥工业；发展状况；产业结构；水泥工业；节能；环保；新技术 引言：水泥是国民经济的基础原材料。经过多年的发展，我国水泥产量已连续 20多年位居世界第一，保障了国民经济发展的需要。但是当前，我国水泥工业 结构性矛盾仍十分突出，主要表现为经营粗放，生产集中度和劳动生产率均较低， 资源和能源消耗高，环境污染比较严重，特别是立窑、温法窑、干法中空窑等落 后技术装备还占相当比重，可持续发展面临严峻挑战。不过，可喜的是随着我国 循环经济理念的深化和循环经济工作的推进，国家一系列法律、法规、政策的出 台，推进了水泥
3、工业更快地向节能环保方向发展。尤其是近年来，我国水泥工作 者自主研发创新，取得了一批节能环保的新技术成果，使目前建设的新型干法水 泥生产线主要技术经济指标已达到世界先进水平。以下是我所了解到的水泥行业的发展现状、生产结构、影响因素、发展思路 及水泥混凝土新工艺的开发进行了概括及展望。1水泥行业的发展现状水泥是使用最广泛的混凝土胶凝材料。水泥的化学成分和物理成分对混凝土 的性质有极大影响，起决定作用，包括施工的和易性、强度、收缩、抗渗性能、 耐久性、与钢筋的粘接和对钢锈蚀等方面。现在虽然可以通过测试水泥的成分， 控制水泥的生产，但水泥与混凝土性质之间至今仍无法定量分析，对于掺外加剂 的情况尤其如
4、此。现在我国水泥生产总量基本上能满足基本建设需求。其广泛应用于市政改 建、水利水电工程、道路工程等领域，为我国基础设施建设立下了汗马功劳。我 国水泥行业现存主要问题由“供不应求”逐步转向对其从技术、规模、产业结构 等方面的调整。水泥生产发展从传统的产窖法到目前的新型流水线生产，科技的 不断进步也促进了人们对水泥应用的科学研究，这些都极大地推动了水泥行业的 发展。其中小水泥厂是我国水泥工业的重要组成部分，其水泥产量大约占我国水 泥行业总产量的80%以上。2生产技术结构新中国成立时，水泥生产技术结构主要是以湿法回转窑和干法回转窑为主。 随着国民经济的快速发展，中央政府管理和建设的回转窑厂的水泥产量
5、，远不能 满足国家建设的需要，立窑厂由于投资少，建设期短，得到了迅速的发展。立窑 是比湿法和干法回转窑更为落后的技术，其产品质量差，能耗高，环境污染严重， 劳动生产效率低。20世纪70年代，我国起步开发比湿法和干法回转窑更为先进的新型干法技 术，在对外开放的环境下，采取了自主开发与技术引进、消化吸收相结合的办法， 加快了技术开发进程，并在较短时间内取得了成效。从2003年开始，我国新型干法水泥生产蓬勃发展，到2007年我国先进的新 型干法产量已达到水泥总产量的55%，超过了落后生产方法的水泥产量，由立 窑为主转为以新型干法为主的生产技术结构。水泥结构调整：加强资源节约与综合利用，发展循环经济；
6、加强总量控 制，实施分类指导。继续支持大型干法水泥项目。严禁立窑等落后生产工艺新建、 扩建和单纯以扩大产能为目的技术改造项目；制定和完善政策，严格市场准入； 建立落后产能退出机制，加大结构调整力度；支持大企业集团发展，加快提 高产业集中度；鼓励水泥企业“走出去”，参与国际市场竞争；加强水泥矿 山资源管理，大力发展循环经济；发挥行业协会作用，加强行业自律。3影响水泥企业发展的主要因素(1) 物流运输成本：熟料是水泥生产的中间产品，水泥的关键性工序和大部分 成本主要体现在熟料产品上。熟料完成后，一般再添加15%30%的石膏、煤 灰、矿渣及硅灰等混合料，粉磨加工制成水泥。由于水泥产品体积大积重，单位
7、 运输成本高。(2) 环境成本：环境成本是指为了保护环境、防范生态破坏，在商品生产活动 中，从资源开采、生产、运输、使用、回收到处理废弃物所需的全部费用。主要 由自然资源本身的价值和自然环境修复价值两大部分组成。(3) 需求因素：水泥行业景气与固定资产投资波动高度相关。投资和需求的变 动直接影响水泥固定资产的增长。固定资产投资的快速增长能够带动水泥行业产 量呈现高速增长。反之亦然。宏观经济政策和宏观经济形势的变化，会对水泥工 业造成直接的威胁。4水泥工业发展总体思路采用高效节能的先进水泥生产技术：所谓高效节能的先进水泥生产技术包括 工艺技术、设备技术、电气自动化技术、建筑结构技术和管理操作技术
8、及其相 互的结合。能达到对使用的原燃料资源适应性广、生产产品质量优、生产效率高、 能耗低，环境污染小，最大限度地利用废弃物的要求。总体技术先进合理：工厂整体布置及工艺流程合理，物料流向顺畅、简捷， 功能分区明确；场地合理利用，因地制宜，提高利用率；各期生产线的物料联系 顺畅便捷；充分利用已有工程的生产及生产辅助设施，节省投资；做好环境及水 土保持工作。降低原燃料品质要求扩大原燃料使用范围：通过技术开发和生产实践探索， 已对低品位原、燃料的处理和应用、矿山的综合开采和使用及各种工业废弃料的 再利用等多方面积累了丰富生产经验。特别是低品位原、燃料对烧成系统的适应 性有了较多的解决办法，从而使新型干
9、法水泥生产原、燃料的使用范围更宽。国产化和大型化机械装备已趋成熟：1生料制备系统设备。有适合各种原 料形状的破碎机系统，如单机生产能力达1600t/h的大型石灰石破碎机；不同 规格的带组合式高效选粉机的风扫磨、尾卸磨、中卸磨及辊式磨等多种粉磨系统 中，最大的风扫磨、尾卸磨。2烧成系统装备。目前我国的烧成系统装备均已 应用于10000t/d熟料以下各种规模的生产线，具有换热效率高、阻力损失小等 特点，C1筒出口气体温度可小于330C，系统压降低于4.8kPa。新的篦冷机系统 热回收效率75%，熟料冷却用风量(标况)1.82m3/kg。3水泥粉磨系统装 备。目前有带组合式高效选粉机的国产化圈流管磨
10、系统、国产辊压机+管磨系统、 引进CKP+国产管磨系统等多种系统配置方案，最大生产能力达180t/h，可根据 需要灵活配置。此外，在输送设备、计量设备、环保设备和自动控制技术装备等 各方面，也都相应推出了性能优良、运行可靠的技术和设备。4环保控制和技 术达到高标准。粉尘污染和噪音污染是水泥生产中环境污染的两大问题，既影响 经济效益，又影响生存环境。随着我国环境保护举措力度的加大，对水泥企业建 设和生产的环保提出了越来越高的要求。我国水泥工作者经过不断努力，研制了 新的除尘工艺和高效除尘设备、隔音或消音设备。目前新型干法生产线主要粉尘 排放点的排放浓度（标况）可控制在W30mg/m3；新型低NO
11、X烧成系统排放量 （标况）可低于500mg/m3。5水泥生产的综合优化技术日趋成熟。水泥 生产 的配料、操作、控制等技术越来越完善，很多单项新技术的使用也产生了很好的 节能环保效益。新型干法水泥生产线大宗物料采用机械输送方式，可以较大程度 地降低电耗，已被广泛使用。对大型风机的风量调节采用变频调速技术取代传统 的通过挡板阀门或液力偶合器来调速，节能效果十分显著。6主要技术经济指 标达到先进水平。2500t/d-cl、5000t/d-cl生产线烧成热耗可分别低于3136kJ/kg、 3000kJ/kg；熟料电耗可分别低于56kWh/t、58kWh/t；劳动生产率可达6000t水 泥/ （人-年）
12、以上。广泛运用纯低温余热发电技术：新型干法水泥窑生产过程中由窑头熟料冷却 机和窑尾预热器排掉的350C以下废气，其所含热量占水泥熟料烧成总热量的 30%以上（约220X 4.18kJ/kg），用于原、燃料烘干（5060）X4.18kJ/kg,尚有约 160X4.18kJ/kg未利用，充分利用水泥生产 中的纯低温废气余热发电，最大限 度地供给自身用电需要，可减少外供电量，节约成本。尤其是对高耗能产业，最 大限度地回收利用余热，降低能耗，节约能源，符合贯彻经济可持续发展战略要 求。工业废渣综合利用技术：我国冶金、电力等行业的发展，伴随产生的主 要 问题是工业废弃渣的排放量越来越大。据统计，2006
13、年我国粗钢、生铁产量均 超过4亿t，按此推算，高炉矿渣排放量将接近1.5亿t；火力发电排放粉煤灰量 估算接近2.5亿t，这是一个巨大的数字。实际上，高炉矿渣组成主要是硅酸钙 （镁）、铝酸钙（镁）等的熔融体，粉煤灰（coalash）主要物相是玻璃体，占50% 80%；所含晶体矿物有莫来石、a-石英、方解石、钙长石、硅酸钙、赤铁矿和磁 铁矿等，还有少量未燃的碳。其主要化学成分均为二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3） 和氧化铁（Fe2O3）等。高炉矿渣和粉煤灰都具有潜在的水化活性。当将其与硅酸 盐水泥合理掺和，在合适条件下，能水化生成水化硅酸钙凝胶、钙矶石、水化铝 酸钙及其固溶体、氢氧化钙等水
14、化产物，产生较大的强度。因此许多工业废弃渣 实际上又是一种宝贵的建材资源。随着对环保问题认识的深化和废弃渣利用技术 水平的提高，国内水泥生产中对粉煤灰、炼铁高炉矿渣的综合利用取得了良好的 效果，既节约了能源、利用了废渣，还可有效地调节水泥品种、改善水泥性能， 经济效益和社会效益显著。水泥窑协同处理废弃物技术：这里所指的废弃物，主要是指含有害成分的工 业固体废弃物或生活垃圾。随着工业的发展和人们生活水平的提高，各种废弃物 数量有逐年增长的趋势，我国城市人均生活垃圾年产生量已经达到450kg左右。 水泥窑体积大，热容量也很大，且煅烧温度很高，技术上具备协同处理废弃物 的能力。自20世纪90年代以来
15、，国外水泥行业已经有较多的利用废弃物部分取 代水泥窑原燃料来处理废弃物的实例，既处理了废弃物，又节约了矿物原燃料用 量，效果很好。随着研究开发的深入，这项技术将会越来越多地投入使用，真正 实现“减量化、再利用、再循环”。结语：近年我国水泥工业在新型干法生产技术上坚 持自主创新，推出了一批新 技术和装备，新建大型生产线生产主要技经指标达到或接近世界先进水平。在资 源综合利用、节能环保、利用废渣等方面成绩显著，水泥企业集约化、规模化程 度显著提高，还带动了我国大型机械装备工业的发展进步。我们要坚持科学发展 观，坚持走循环经济的发展道路，坚持发展节能环保低耗技术，合理发挥水泥工 业消纳废弃物的技术优
16、势，努力实现水泥工业的现代化。参考文献：1 郝国明(河北省建筑材料工业设计研究院) 水泥工业发展状况及发展趋势2 黄冰(1962-)，女，本科，工程师，建筑材料专业 水泥工业节能环保新技术3 韩荣金.水泥混凝土施工技术的实践与展望J.工程技术.2009(9):170172.于乐，谢旭杰.浅谈水泥行业未来发展趋势J.教育经济.湖北武汉大学.5 施惠生，邓恺.道路混凝土对水泥的质量要求J.水泥技术.2730.6 汪志刚，孙超平.影响水泥企业发展的主要因素与对策J.科技和产业.2009.2(2):2022.7 刘明.中国水泥工业发展与节能降耗和减排政策措施J.水泥工程.2007:16.8 孙永泰.城市垃圾废弃物生产生态水泥工艺及实例J.粉煤灰.2008(9):2628.9 林萍.中国水泥行业可持续发展对策研究
